JP2018083257A - 工作機械の制御装置および工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】切削工具の温度に応じた振動切削加工を行う工作機械の制御装置および工作機械を提供する。【解決手段】ワークを保持するワーク保持手段（主軸１１０で例示）と、ワークを切削加工する切削工具１３０と、切削工具とワーク保持手段とを相対的に回転させる回転手段（主軸モータで例示）と、切削工具とワーク保持手段とを相対的に往復振動させる振動手段（Ｚ軸方向送り機構１６０で例示）と、を有し、振動手段による往動時の加工部分と復動時の加工部分とが重複するように、切削工具とワーク保持手段とを所定の送り方向に沿って相対的に移動させることによって、ワークの振動切削加工を行う工作機械の制御装置である。切削工具の温度に基づいて、往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複状態を調節する振動調節手段（振動調節部１９１で例示）を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、工作機械の制御装置および工作機械に関する。

切削加工の際に発生した熱は、切削工具やワークの温度を上昇させる。切削工具の温度上昇は刃先の磨耗を招き、ワークの温度上昇はワークの加工精度に影響を与える場合がある。例えば、特許文献１には、切削工具の温度を測定してワークの回転数や送り速度を調整する技術が開示されている。

特開２０１４−１４０９５１号公報

ところで、上記特許文献１では、ワークを切削工具に対して振動させて切削加工するような振動切削加工を行う場合の切削工具の温度に応じた切削条件の調節については考慮されていない。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、切削工具の温度に応じた振動切削加工を行う工作機械の制御装置および工作機械を提供することを目的とする。

本発明は、第１に、ワークを保持するワーク保持手段と、前記ワークを切削加工する切削工具と、前記切削工具と前記ワーク保持手段とを相対的に回転させる回転手段と、前記切削工具と前記ワーク保持手段とを相対的に往復振動させる振動手段と、を有し、前記振動手段による往動時の加工部分と復動時の加工部分とが重複するように、前記切削工具と前記ワーク保持手段とを所定の送り方向に沿って相対的に移動させることによって、前記ワークの振動切削加工を行う工作機械の制御装置であって、前記切削工具の温度に基づいて、前記往動時の加工部分と前記復動時の加工部分との重複状態を調節する振動調節手段を有することを特徴とする。

第２に、前記振動調節手段は、前記往動時の加工部分と前記復動時の加工部分との重複期間、または、前記往動時の加工部分と前記復動時の加工部分との非重複期間を設定することを特徴とする。

第３に、前記振動調節手段は、前記切削工具の温度が所定の範囲内に維持されるように、前記重複状態を調節することを特徴とする。

第４に、前記振動調節手段は、前記往復振動の振幅を設定することによって、前記重複状態を調節することを特徴とする。

第５に、前記振動調節手段は、前記往復振動における前記送り方向に対する前進量にかかる時間と後退量にかかる時間の比率を設定することによって、前記重複状態を調節することを特徴とする。

第６に、前記振動調節手段は、前記往復振動の振動数を設定することによって、前記重複状態を調節することを特徴とする。

第７に、上記のいずれかの工作機械の制御装置を備えた工作機械であることを特徴とする。

本発明は以下の効果を得ることができる。
（１）振動調節手段が、往復振動条件、詳しくは往復振動による加工部分の重複状態を切削工具の温度に基づいて調節することによって切削工具に生じる発熱量を制御できるため、例えば切削の効率を低下させることなく、切削部分の温度を抑制して加工を行うことができる等、切削工具の温度に応じた振動切削加工を行うことができる。

（２）前記往動時の加工部分と前記復動時の加工部分との重複期間または前記往動時の加工部分と前記復動時の加工部分との非重複期間を設定可能とすることによって、例えば切削工具の温度が高くなった場合には、前記重複期間を前記非重複期間に対して長期間に設定し、加工中の切削工具の温度上昇を防止することが可能になる。

（３）以上によって、前記切削工具の温度を所定の範囲に維持できることから、前記重複期間を調節して、加工中の切削工具の温度上昇を防止可能になる。

（４）なお切削工具の温度が例えば高くなった場合に、振幅を例えば大きな値に設定することによって、往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複している期間を長期間化し、切削工具の冷却時間を延長して、加工中の切削工具の温度上昇を防止することができる。

（５）また切削工具の温度が例えば高くなった場合は、前進と後退にかかる時間比率を例えば変更前とは異なる値に設定し、重複期間を延長して切削工具の冷却時間を延長し、加工中の切削工具の温度上昇を防止することができる。

（６）切削工具の温度が例えば高くなった場合は、振動数を例えば上昇させることによって、往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複していない期間を短縮し、往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複している期間を速やかに開始して、加工中の切削工具の温度上昇を防止することができる。

（７）切削工具の温度に応じた振動切削加工を行うことが可能な工作機械を提供することができる。

本発明の一実施例による工作機械の概略を示す図である。 切削工具とワークとの関係を示す概略図である。 切削工具の往復振動および位置を説明する図である。 主軸のｎ回転目、ｎ＋１回転目、ｎ＋２回転目の各回転時の刃先経路の関係を示す図である。 制御装置の構成図である。 制御部による加工工程のフローチャートである。 実施例１の刃先経路を説明する図である。 実施例１による温度制御を説明する図である。 実施例２の刃先経路を説明する図である。 実施例２による温度制御を説明する図である。 実施例３の刃先経路を説明する図である。 発熱と冷却との関係を説明する図である。 実施例３による温度制御を説明する図である。

以下、図面を参照しながら本発明の工作機械の制御装置および工作機械について説明する。
図１に示すように、本発明に係る工作機械１００は、主軸１１０と、切削工具台１３０Ａと、制御装置１８０とを備えている。

主軸１１０の先端にはチャック１２０が設けられている。主軸１１０をワーク保持手段とし、ワークＷはチャック１２０を介して主軸１１０に保持されている。主軸１１０は、主軸台１１０Ａに回転自在に支持され、主軸モータの動力によって回転駆動される。前記主軸モータは、例えば主軸台１１０Ａと主軸１１０との間に設けられる公知のビルトインモータとすることができる。

Ｚ軸方向送り機構１６０が工作機械１００のベッドに設けられている。
Ｚ軸方向送り機構１６０は、ベッドと一体的なベース１６１と、ベース１６１に固定されたＺ軸方向ガイドレール１６２とを備えている。Ｚ軸方向ガイドレール１６２には、Ｚ軸方向送りテーブル１６３がＺ軸方向ガイド１６４を介してスライド自在に支持されている。Ｚ軸方向送りテーブル１６３に主軸台１１０Ａが搭載される。主軸台１１０Ａは、主軸１１０の軸線方向がＺ軸方向ガイドレール１６２の延出方向と一致するように配置されている。

リニアサーボモータ１６５は可動子１６５ａおよび固定子１６５ｂを有し、可動子１６５ａはＺ軸方向送りテーブル１６３に設けられ、固定子１６５ｂはベース１６１に設けられている。Ｚ軸方向送りテーブル１６３が、リニアサーボモータ１６５の駆動によってＺ軸方向ガイドレール１６２に沿って移動すると、主軸台１１０Ａが主軸１１０の軸線方向（図示のＺ軸方向）に移動し、主軸１１０がＺ軸方向に沿って移動する。

切削工具台１３０Ａは、ワークＷを加工するバイト等の切削工具１３０が装着され、切削工具を保持する刃物台を構成している。
Ｘ軸方向送り機構１５０が工作機械１００のベッド側に設けられている。

Ｘ軸方向送り機構１５０は、前記ベッド側と一体的なベース１５１と、Ｚ軸方向に対して上下方向で直交するＸ軸方向に延びるＸ軸方向ガイドレール１５２とを備えている。Ｘ軸方向ガイドレール１５２はベース１５１に固定され、Ｘ軸方向ガイドレール１５２には、Ｘ軸方向送りテーブル１５３がＸ軸方向ガイド１５４を介してスライド自在に支持されている。Ｘ軸方向送りテーブル１５３には切削工具台１３０Ａが搭載される。

リニアサーボモータ１５５は可動子１５５ａおよび固定子１５５ｂを有し、可動子１５５ａは送りテーブル１５３に設けられ、固定子１５５ｂはベース１５１に設けられている。Ｘ軸方向送りテーブル１５３がリニアサーボモータ１５５の駆動によってＸ軸方向ガイドレール１５２に沿ってＸ軸方向に移動すると、切削工具台１３０ＡがＸ軸方向に移動し、切削工具１３０がＸ軸方向に移動する。

なお、Ｙ軸方向送り機構を設けてもよい。Ｙ軸方向は図示のＺ軸方向およびＸ軸方向に直交する方向である。前記Ｙ軸方向送り機構はＸ軸方向送り機構１５０と同様の構造とすることができる。Ｘ軸方向送り機構１５０をＹ軸方向送り機構を介してベッドに搭載することにより、Ｙ軸方向送りテーブルをリニアサーボモータの駆動によってＹ軸方向に移動させ、切削工具台１３０ＡをＸ軸方向に加えてＹ軸方向に移動させ、切削工具１３０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることができる。
前記Ｙ軸方向送り機構を、Ｘ軸方向送り機構１５０を介してベッドに搭載し、前記Ｙ軸方向送りテーブルに切削工具台１３０Ａを搭載してもよい。

主軸１１０の回転、Ｘ軸方向送り機構１５０やＺ軸方向送り機構１６０等の移動は、制御装置１８０で制御される。
Ｘ軸方向送り機構１５０とＺ軸方向送り機構１６０によって、あるいはＹ軸方向送り機構を含めて送り手段が構成され、Ｘ軸方向送り機構１５０あるいはＹ軸方向送り機構とＺ軸方向送り機構１６０との協動により、主軸台１１０Ａと切削工具台１３０Ａとを所定の位置に移動させることができる。主軸台１１０Ａと切削工具台１３０Ａとを所定の位置に移動させることによって、切削工具１３０を主軸１１０に対して相対的に移動させるとともに、主軸モータを、主軸１１０と切削工具１３０とを相対的に回転させる回転手段として駆動させ、図２に示すように、ワークＷを切削工具１３０に対して回転させることによって、ワークＷを所望の形状に加工することができる。

本実施形態においては、主軸台１１０Ａと切削工具台１３０Ａの両方が移動できる構成としたが、主軸台１１０Ａをベッドに固定し、切削工具台１３０ＡをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能にしてもよい。この場合、前記送り手段は切削工具台１３０Ａを移動させる送り機構によって構成される。あるいは、切削工具台１３０Ａを固定し、主軸台１１０ＡをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能にしてもよい。この場合、前記送り手段は前記ベッドに設けた送り機構によって構成される。

本実施形態においては、Ｘ軸方向送り機構１５０やＺ軸方向送り機構１６０にリニアサーボモータを用いた例を挙げて説明したが、公知のボールネジとサーボモータを用いてもよい。
本実施形態においては、切削工具１３０に対してワークＷを回転させているが、切削工具１３０にドリル等の回転工具を用い、ワークＷに対して切削工具１３０を回転させてもよい。この場合、切削工具１３０を回転させるモータが本発明の回転手段に相当する。

制御装置１８０は、主軸台１１０Ａに対して切削工具台１３０Ａを、所定の送り方向に沿って、図３に示すように所定の前進量だけ前進（往動）移動させた後、所定の後退量だけ後退（復動）移動させることにより、ワークＷに対して切削工具１３０を前進量と後退量との差（進行量）だけ送ることができる。
Ｘ軸方向送り機構１５０とＺ軸方向送り機構１６０、あるいはＹ軸方向送り機構を含めた送り手段によって振動手段が構成され、主軸台１１０Ａと切削工具台１３０Ａとを往動移動および復動移動させることにより、ワークＷに対して切削工具１３０を往復振動させることができる。

切削工具台１３０Ａは、前記振動手段により、往動移動と復動移動とを繰り返して振動を行いながら、前記送り手段によって送り方向に沿って送られ、主軸１１０の１回転分、すなわち、主軸位相０°から３６０°まで変化する間の上記進行量の合計が送り量になる。
切削工具１３０が送り方向に沿って往動移動と復動移動を繰り返してワークＷを加工することで、ワークＷの周面は、図４に示すように、切削工具１３０によって正弦曲線状に加工される。図４は、主軸１１０の１回転当たりにおける主軸台１１０Ａの振動数Ｄが３．５の例を示す。

切削工具１３０で加工された主軸１１０のｎ（ｎは１以上の整数）回転目におけるワークＷの周面形状（図４に実線で示す）と、主軸１１０のｎ＋１回転目におけるワークＷの周面形状（図４に破線で示す）とは、主軸位相方向（図４のグラフの横軸方向）でずれている。
図４に破線で示したワークＷの周面形状の谷の最低点（切削工具１３０における山の最高点）の位置が、図４に実線で示したワークＷの周面形状の谷の最低点（切削工具１３０における山の最高点）の位置に対して、主軸位相方向で一致しない。

これにより、切削工具１３０の刃先軌跡は、今回の往動時の切削加工部分と次回の復動時の切削加工部分とが重複し、例えば主軸１１０のｎ＋１回転目におけるワークＷの周面形状に、主軸１１０のｎ回転目におけるワークＷの周面形状が含まれるので、切削工具１３０にはワークＷを加工しない空振り動作が生じる。往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複期間によるこの空振り動作時に、ワークＷから生じた切屑は分断される。工作機械１００は、切屑を分断しながらワークＷの外形等を加工し、切削工具１３０は、往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複が発生しない非重複期間でワークＷの加工（切削）を行う。

主軸１１０（ワークＷ）の１回転当たりにおける切削工具台１３０Ａ（切削工具１３０）の振動数Ｄは、例えば１．１や１．２５回等とすることができ、１回よりも小さな値に設定することもできる。振動数Ｄを１回よりも小さな値に設定した場合、切削工具台１３０Ａが１往復するまでに、主軸１１０は１回転よりも多く回転する。振動数Ｄは、１振動当たりの主軸１１０の回転数として設定することもできる。

図５に示されるように、制御装置１８０は、制御部１８１、温度検出部１８２、記憶部１８４を有し、これらはバスを介して接続される。
制御部１８１は、ＣＰＵ等からなり、前記各モータの作動を制御するモータ制御部１９０や前記振動手段の作動を制御して前記振動を調節する振動調節部１９１を備える。制御部１８１は、記憶部１８４の例えばＲＯＭに格納されている各種のプログラムやデータをＲＡＭにロードし、前記各種プログラムを実行することにより、プログラムに基づいて、モータ制御部１９０や振動調節部１９１を介して、工作機械１００の動作を制御することができる。

振動手段による切削工具１３０の往復振動は、制御部１８１により所定の指令周期Ｔに基づく指令周波数ｆｃで実行される。
制御部１８１が、例えば１秒間に２５０回の動作指令を送ることが可能であった場合、動作指令は１÷２５０＝４（ｍｓ）周期（基準周期ＩＴともいう）で出力可能である。一般的には、指令周期Ｔはこの基準周期の整数倍である。

指令周期Ｔが例えば基準周期４（ｍｓ）の４倍の１６（ｍｓ）である場合、モータ制御部１９０は、切削工具１３０が送り方向に沿って１６（ｍｓ）毎に往復振動を実行するように、Ｚ軸方向送り機構１６０やＸ軸方向送り機構１５０、あるいはＹ軸方向送り機構に対して駆動信号を出力する。この場合、切削工具１３０は指令周期Ｔ＝１６（ｍｓ）に起因する指令周波数ｆｃ＝１／Ｔ＝１÷（０．００４×４）＝６２．５（Ｈｚ）で往復振動を行う。

主軸１１０の回転数をＳ（ｒ／ｍｉｎ）、ワークＷの回転に対する切削工具１３０の振動数をＤ（回／ｒ）、ワークＷに対する切削工具１３０の振動周波数ｆ（Ｈｚ）とすると、振動数Ｄは、Ｄ＝ｆ×６０／Ｓとなる。回転数Ｓと振動数Ｄとは、振動周波数ｆを定数として反比例し、主軸１１０は、振動周波数ｆを高くするほど高速回転することができ、また振動数Ｄを小さくするほど高速回転することができる。

制御部１８１は、ワークＷを所定の形状に加工するために、回転数Ｓで主軸１１０を回転させるとともに、振動数Ｄで切削工具１３０を振動させながら送り方向に送る。モータ制御部１９０は、基準周期ＩＴ毎に、リニアサーボモータ１５５等に対して動作指令を出力し、主軸台１１０Ａまたは切削工具台１３０Ａが動作指令される座標位置に追従して移動することによって、指令周波数ｆｃで切削工具１３０を振動させることができる。

制御装置１８０では、図６に示されるように、加工が開始されると（ステップＳ１）、制御部１８１が、温度検出部１８２の出力に基づき、切削工具１３０の先端（刃先）の温度Ｔを算出する（ステップＳ２）。
温度検出部１８２は、刃先付近に取り付けられる熱電対や、赤外線検出素子などによって構成することができる。制御部１８１は、温度Ｔを算出すると、算出した温度Ｔから切削工具１３０の温度維持制御を行うか否かを、例えば記憶部１８４に格納された閾値となる設定値と温度Ｔとの比較によって判定する（ステップＳ３）。

前記設定値は、例えば１５０℃〜２００℃のような温度範囲とすることができる。また設定値を、上限温度または下限温度としたり、「初期温度に対して＋４０％の変化」、「飽和温度からの−１０％の変化」とするように所定温度に対する変化率で指定したり、所定温度に対して「−１０％〜＋２０％」のように変化率の範囲とすることもできる。予め算出された加工時の平均温度としたり、非切削開始時からの増加率としたりすることもできる。前記設定値は、例えば、工作機械の作業者によってキーボード等の入力部を介して設定することができる。

例えば前記設定値を上限温度とし、刃先の温度Ｔが設定値以上になり、温度維持制御が必要と判定する場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、振動調節部１９１によって、刃先の温度が所定の範囲内に維持されるように、往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複状態と非重複期間とをそれぞれ設定して、往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複状態を調節し（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻り、新たに調節された重複状態で切削加工を継続する。
振動調節部１９１が本発明の振動調節手段に相当する。
なおステップＳ３で温度維持制御が不要と判定する（ステップＳ３のＮＯ）と、加工終了をチェックし（ステップＳ５）、加工を終了しない場合はステップＳ２に戻り、加工を終了する場合は、フローを終了する。

非重複期間では、ワークＷと切削工具１３０とが送り方向で接触して切削加工が行われるため、切削に伴う摩擦熱が生じ、切削工具１３０の刃先の温度が上昇する。一方、重複期間では、ワークＷと切削工具１３０とが送り方向では接触しないため、切削工具１３０に生じた熱が放熱され、刃先の温度が下降する。重複期間の放熱と非重複期間の刃先の温度上昇に基づき、切削工具１３０に発生する熱量を制御することができる。
重複期間または非重複期間が予め定められた所定期間になるように、振動条件を設定することができる。

重複期間と非重複期間は、図７、図８に示されるように、振動調節部１９１による往復振動における振幅の調節によって設定することができる。前記振幅は、例えば、前記送り量に所定の振幅送り比率Ｑを乗ずることによって定めることができる。この場合、振幅の調節は、振幅送り比率Ｑの設定を変更することによって行うことができる。振幅送り比率Ｑは、加工プログラムに振幅送り比率Ｑの値を記載することによって設定することができる。
例えば、刃先の温度Ｔが設定値を超えたときに、振幅送り比率Ｑの値を高くすることにより、振幅送り比率Ｑの変更前に比較して、重複期間を延長し、非重複期間を短縮することができる。

図７は、主軸１１０のｎ回転目の刃先経路を実線で、主軸１１０のｎ＋１回転目の刃先経路を破線で、主軸１１０のｎ＋２回転目の刃先経路を一点鎖線で示しており、（Ａ）〜（Ｃ）は各々、振幅送り比率Ｑをそれぞれ２．０、３．０、４．０とし、Ｑ＝２．０のときの重複期間をＯ_Ａで、Ｑ＝３．０のときの重複期間をＯ_Ｂで、Ｑ＝４．０のときの重複期間をＯ_Ｃで示す。

図７に示すように、重複期間は、Ｏ_Ａ、Ｏ_Ｂ、Ｏ_Ｃの順に大きくなり（Ｏ_Ａ＜Ｏ_Ｂ＜Ｏ_Ｃ）、振幅送り比率Ｑを大きくするに従って刃先の放熱される期間（放熱量）を増やすことができる。
例えば、振幅送り比率Ｑを２．０から３．０に変更するための第１の閾値と、振幅送り比率Ｑを３．０から４．０に変更するための第２の閾値を前記設定値として設けた場合、図８に示されるように、振動条件として、刃先の温度Ｔが第１の閾値に達すると、振幅送り比率Ｑが３．０に設定され、刃先の温度の上昇を抑制し、刃先の温度Ｔが第２の閾値に達すると、振幅送り比率Ｑが４．０に設定され、刃先の温度を概ね維持することが可能となる。

切削工具１３０の温度Ｔに基づいて、振幅送り比率Ｑを変更し、重複期間または非重複期間を調節することによって、切削工具１３０の刃先の温度を所定の温度範囲に維持して振動切削加工を行うことができる。
振幅送り比率Ｑは、刃先の温度Ｔが第１の閾値や第２の閾値を超える毎に順次自動的に変更して設定することができる。
なお振幅送り比率Ｑを１．０刻みで増加させる他、所定値に対して２０％増加させる等のように振幅送り比率Ｑの変化率を設定したり、計算式やテーブルを予め設け、計算式やテーブルから所定の振幅送り比率Ｑを求めて設定したりすることもできる。

重複期間と非重複期間は、図９、図１０に示されるように、振動調節部１９１による往復振動の１振動における後退量の割合（前進後退比率Ｋ）の調節によって設定することができる。前記後退量の割合は、例えば、往復振動の送り方向に対する前進量にかかる時間と後退量にかかる時間の比率によって定めることができる。前進後退比率Ｋは、加工プログラムに前進後退比率Ｋの値を記載することによって設定することができる。
例えば、刃先の温度Ｔが設定値を超えたときに、前進後退比率Ｋの値を高くすることにより、前進後退比率Ｋの変更前に比較して、重複期間を延長し、非重複期間を短縮することができる。

図９は、主軸１１０のｎ回転目の刃先経路を実線で、主軸１１０のｎ＋１回転目の刃先経路を破線で、主軸１１０のｎ＋２回転目の刃先経路を一点鎖線で示しており、（Ａ）、（Ｂ）は各々、前進後退比率Ｋをそれぞれ０．５、０．９とし、Ｋ＝０．５のときの重複期間をＯ_Ｄで、Ｋ＝０．９のときの重複期間をＯ_Ｅで示す。

図９に示すように、重複期間は、Ｏ_Ｄ、Ｏ_Ｅの順に大きくなり（Ｏ_Ｄ＜Ｏ_Ｅ）、前進後退比率Ｋを大きくするに従って刃先の放熱される期間（放熱量）を増やすことができる。
例えば、前進後退比率Ｋを０．５から０．９に変更するための第１の閾値（上限温度）と、前進後退比率Ｋを０．９から０．５に変更するための第２の閾値（下限温度）を前記設定値として設けた場合、図１０に示されるように、振動条件として、刃先の温度Ｔが第１の閾値に達すると、前進後退比率Ｋが０．９に設定され、刃先の温度の上昇を抑制し、刃先の温度Ｔが第２の閾値に達すると、前進後退比率Ｋが０．５に設定され、刃先の温度の下降を抑制する。

以降、刃先の温度Ｔが第１の閾値または第２の閾値に達する度に、前進後退比率Ｋを変更することにより、刃先の温度を所定の範囲内に収めることができる。
切削工具１３０の温度Ｔに基づいて、前進後退比率Ｋを変更し、重複期間または非重複期間を調節することによって、切削工具１３０の刃先の温度を所定の温度範囲に維持して振動切削加工を行うことができる。

前進後退比率Ｋは、刃先の温度Ｔが第１の閾値や第２の閾値を超える毎に順次自動的に変更して設定することができる。なお、刃先の温度を所定の温度に維持できる前進後退比率Ｋに設定し、以降はその前進後退比率Ｋのまま振動切削加工を継続するようにすることもできる。

重複期間と非重複期間は、図１１、図１２、図１３に示されるように、振動調節部１９１による往復振動の振動数Ｄの調節によって設定することができる。振動数Ｄは、加工プログラムに、主軸１１０の回転数Ｓや、ワークＷに対する切削工具１３０の振動周波数ｆの値を記載することによって設定することができる。
例えば、刃先の温度Ｔが設定値を超えたときに、振動数Ｄの値を高くすることにより、振動数Ｄの変更前に比較して、重複・非重複状態の回数を増加させ、非重複期間を短縮することができる。

図１１は、主軸１１０のｎ回転目の刃先経路を実線で、主軸１１０のｎ＋１回転目の刃先経路を破線で、主軸１１０のｎ＋２回転目の刃先経路を一点鎖線で示しており、（Ａ）、（Ｂ）は各々、振動数Ｄをそれぞれ０．５、１．５とし、Ｄ＝０．５のときの非重複期間をＱ_Ｆで、Ｄ＝１．５のときの非重複期間をＱ_Ｇで示す。

図１１に示すように、非重複期間は、Ｑ_Ｇ、Ｑ_Ｆの順に大きくなり（Ｑ_Ｇ＜Ｑ_Ｆ）、振動数Ｄを大きくするに従って刃先の放熱される機会を増加させて放熱量を増加させることができる。図１２に実線で示した振動数Ｄ＝０．５では、刃先の温度がほぼ飽和した後に重複期間となって放熱される。図１２に破線で示した振動数Ｄ＝１．５では、刃先の温度が飽和する前に重複期間となって放熱される。
このため、主軸１１０の２回転において、振動数Ｄ＝０．５で１振動した時点の刃先の温度と、振動数Ｄ＝１．５で３振動した時点の刃先の温度とを比較すると、振動数Ｄ＝１．５の方がΔｔだけ低くなる。

例えば、振動数Ｄを０．５から１．５に変更するための閾値（上限温度）を前記設定値として設けた場合、図１３に示されるように、振動条件として、刃先の温度Ｔが閾値に達すると、振動数Ｄが１．５に設定され、刃先の温度を概ね維持することが可能となる。
切削工具１３０の温度Ｔに基づいて、振動数Ｄを変更し、重複期間または非重複期間を調節することによって、切削工具１３０の刃先の温度を所定の温度範囲に維持して振動切削加工を行うことができる。閾値を複数設けることによって、振動数Ｄを、刃先の温度Ｔが各閾値を超える毎に順次自動的に変更して設定するように構成することができる。

なお、振幅送り比率Ｑ、前進後退比率Ｋ、振動数Ｄを、往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複状態を調節して重複期間と非重複期間とを調節するパラメータとし、上記図７、図８の例で説明した振幅送り比率Ｑの設定、図９、図１０の例で説明した前進後退比率Ｋの設定、図１１、図１２、図１３の例で説明した振動数Ｄの設定を組み合わせることも可能である。
例えば、予め優先するパラメータを定め、作業者等がパラメータの優先順位をプログラム等に入力し、各パラメータによる調節範囲を超える毎に、優先順位の順に各パラメータの値を順に変更するように構成することができる。
またワークＷの材質や切削工具材種の各組み合わせパターンに応じて優先するパラメータを自動で設定するようにしてもよい。

所定のプログラムブロックに対応する加工の実行中にパラメータの値を変更すると、変更の直後は往動時の加工部分と復動時の加工部分との重複が十分に発生しない場合が考えられるため、パラメータの値の変更は、プログラムブロック毎、あるいは加工の１サイクル毎に行うようにしてもよい。
パラメータの値の変更後、所定期間は変更したパラメータの値によって継続して加工を実行するように構成することもできる。

１００ ・・・ 工作機械
１１０ ・・・ 主軸
１１０Ａ・・・ 主軸台
１２０ ・・・ チャック
１３０ ・・・ 切削工具
１３０Ａ・・・ 切削工具台
１５０ ・・・ Ｘ軸方向送り機構
１５１ ・・・ ベース
１５２ ・・・ Ｘ軸方向ガイドレール
１５３ ・・・ Ｘ軸方向送りテーブル
１５４ ・・・ Ｘ軸方向ガイド
１５５ ・・・ リニアサーボモータ
１５５ａ・・・ 可動子
１５５ｂ・・・ 固定子
１６０ ・・・ Ｚ軸方向送り機構
１６１ ・・・ ベース
１６２ ・・・ Ｚ軸方向ガイドレール
１６３ ・・・ Ｚ軸方向送りテーブル
１６４ ・・・ Ｚ軸方向ガイド
１６５ ・・・ リニアサーボモータ
１６５ａ・・・ 可動子
１６５ｂ・・・ 固定子
１８０ ・・・ 制御装置
１８１ ・・・ 制御部
１８２ ・・・ 温度検出部
１８４ ・・・ 記憶部
１９０ ・・・ モータ制御部
１９１ ・・・ 振動調節部

Claims (7)

1. ワークを保持するワーク保持手段と、前記ワークを切削加工する切削工具と、前記切削工具と前記ワーク保持手段とを相対的に回転させる回転手段と、前記切削工具と前記ワーク保持手段とを相対的に往復振動させる振動手段と、を有し、前記振動手段による往動時の加工部分と復動時の加工部分とが重複するように、前記切削工具と前記ワーク保持手段とを所定の送り方向に沿って相対的に移動させることによって、前記ワークの振動切削加工を行う工作機械の制御装置であって、
   前記切削工具の温度に基づいて、前記往動時の加工部分と前記復動時の加工部分との重複状態を調節する振動調節手段を有する、工作機械の制御装置。
2. 前記振動調節手段は、前記往動時の加工部分と前記復動時の加工部分との重複期間、または、前記往動時の加工部分と前記復動時の加工部分との非重複期間を設定する、請求項１に記載の工作機械の制御装置。
3. 前記振動調節手段は、前記切削工具の温度が所定の範囲内に維持されるように、前記重複状態を調節する、請求項１または２に記載の工作機械の制御装置。
4. 前記振動調節手段は、前記往復振動の振幅を設定することによって、前記重複状態を調節する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の工作機械の制御装置。
5. 前記振動調節手段は、前記往復振動における前記送り方向に対する前進量にかかる時間と後退量にかかる時間の比率を設定することによって、前記重複状態を調節する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の工作機械の制御装置。
6. 前記振動調節手段は、前記往復振動の振動数を設定することによって、前記重複状態を調節する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の工作機械の制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の工作機械の制御装置を備えた工作機械。